光动力疗法（Photodynamic Therapy，PDT）是以光、光敏剂和氧的相互作用为基础的一种疾病治疗手段。因其具有非侵入性、高时空分辨性和副作用小等优势，已被应用于皮肤科等相关疾病的临床治疗，并对许多癌症的治疗有着很好的前景。但是，在临床中要实现安全、高效的光动力治疗，有两个亟待解决的关键问题：一方面，实体肿瘤内部环境常呈现缺氧状态，大大限制了PDT的治疗效果；另一方面，光敏剂或载体所带来的生物安全性问题。由于DNA生物相容性好、编码性强、易于整合多种功能、可响应生物环境，组装可编程的DNA纳米结构有望成为提高PDT疗效的一种安全有效的方法。

近日，武汉大学刘晓庆课题组提出一种针对肿瘤乏氧环境的实用有效方法，利用可编程的DNA纳米组装体来提高PDT的效率。该研究通过合理设计的DNA结构组装形成纳米海绵，增强DNA材料稳定性、高效负载和递送光敏剂、精准靶向肿瘤、克服乏氧引起的治疗阻碍，实现了增强的PDT效果。具体来说, DNA结构中的核酸适配体具有靶向癌细胞、肿瘤部位富集的功能，同时有G-四链体来结合卟啉光敏剂、提升DNA纳米海绵对光敏剂的高效负载及递送能力。此外，该DNA纳米结构能够响应肿瘤微环境，通过纳米海绵中的过氧化氢酶来增加氧气含量以缓解肿瘤乏氧, 或者通过乏氧诱导因子1α (HIF-1α)的反义DNA下调HIF-1α基因来克服PDT 的耐受性， 从而实现增强的PDT。实验结果表明，通过一个简单的组装过程，提供的可编程纳米药物，在细胞和活体水平均有着显著抗癌效果与优良的生物安全性。这一工作所开发的DNA纳米组装体提供了一种实用和安全的方法来有效对抗癌症，并为PDT的广泛生物医学应用提供了强有力的策略。同时，该研究也表明DNA纳米技术在肿瘤治疗方面具有巨大的潜力。

相关工作发表在Angew. Chem. Int. Ed.上。

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Programming DNA Nanoassembly for Enhanced Photodynamic Therapy

Min Pan, Qunying Jiang, Junlin Sun, Zhen Xu, Yizhuo Zhou, Li Zhang, Xiaoqing Liu

Angew. Chem. Int. Ed., 2019, DOI: 10.1002/anie.201912574

（本稿件来自Wiley）